Planes de purga API 682: Planes 11, 52, 53 y 62 explicados cubre los sistemas de tuberías que mantienen los sellos mecánicos en funcionamiento en bombas centrífugas. API 682 estandariza no solo el cartucho del sello, sino los circuitos de purga, tampón y barrera que controlan la temperatura, la presión y la lubricación en las caras de sellado.
Dos sellos idénticos en la misma bomba pueden tener vidas útiles muy diferentes según el plan de purga, que controla la temperatura de las caras, la presencia de sólidos o vapor en las caras y el margen de presión por encima de la presión de vapor del fluido.
Si se falla en cualquiera de estos aspectos, el sello falla por funcionamiento en seco, carbonización o daño en las caras, independientemente de lo bien que se haya seleccionado.
API 682 (también publicado como ISO 21049) numera estos sistemas de apoyo desde el Plan 01 hasta el Plan 76; unos pocos cubren la mayoría de las instalaciones.
El Plan 11 es la purga predeterminada, de menor coste y el plan más común en servicios limpios a moderadamente limpios. Una línea toma flujo de la descarga de la bomba a través de un orificio restrictor hacia la cámara del sello, eliminando calor y barrendo las caras.
Es adecuado para fluidos limpios que no vaporizan a través del orificio, pero no para fluidos que flashan al atravesarlo, que transportan abrasivos o que están cerca de su presión de vapor.
Cuando el Plan 11 no puede mantener la temperatura de la cámara del sello, se añade un enfriador. El Plan 21 conduce el flujo de descarga a través de un orificio y un enfriador de vuelta a la cámara.
El Plan 23 utiliza un circuito cerrado en su lugar, haciendo circular el fluido ya presente en la cámara a través de un enfriador externo con solo un pequeño aporte de reposición, ofreciendo un control más estricto para servicios calientes como el agua de caldera.
El Plan 32 inyecta un fluido limpio y compatible desde una fuente externa en la cámara del sello con flujo y presión controlados. Es la solución estándar cuando el fluido del proceso no es adecuado para lubricar las caras, por ejemplo cuando es abrasivo, se polimeriza o es demasiado viscoso. El fluido externo diluye la corriente del proceso, por lo que primero debe comprobarse la compatibilidad.
El Plan 52 sirve a sellos dobles no presurizados (tándem). Un depósito tampón, mantenido por debajo de la presión de la cámara del sello, hace circular el fluido por termosifón o mediante un anillo de bombeo entre los dos sellos.
El sello interior contiene el fluido del proceso a plena presión; el sello exterior solo ve el fluido tampón a baja presión, de modo que una fuga a través del sello interior se contiene y se deriva a la antorcha (flare) en lugar de llegar a la atmósfera.
Es la elección estándar para servicios tóxicos, inflamables o regulados que no requieren una barrera completamente presurizada.
Estos planes usan sellos dobles presurizados con un fluido de barrera mantenido por encima de la presión del proceso, de modo que las fugas van hacia el proceso y nunca hacia el exterior:
Los sistemas Plan 53 son comunes en servicios de hidrocarburos y GLP de alto riesgo.
El Plan 62 es un enfriamiento (quench) externo, típicamente vapor o agua, inyectado a baja presión en el lado atmosférico de un sello simple. No lubrica las caras; su función es evitar que el producto se solidifique o se carbonice allí. Es común en servicios calientes y cerosos, a menudo combinado con el Plan 11.
Cuando la contaminación del fluido de barrera líquido es inaceptable, los planes de tampón y barrera gaseosos usan nitrógeno en su lugar.
El Plan 72 suministra gas tampón a un sello doble no presurizado de funcionamiento en seco, similar al papel del Plan 52; el Plan 74 suministra gas de barrera a un sello seco de gas doble presurizado, análogo al Plan 53.
Los Planes 75 y 76, en cambio, recogen las fugas pasadas el sello interior, líquido y vapor respectivamente, y son adecuados para refinerías y plantas de procesamiento de gas porque evitan la eliminación de fluido de barrera líquido.
| Plan | Configuración del sello | Fuente del fluido | Propósito principal | Servicio típico |
|---|---|---|---|---|
| 11 | Simple | Descarga de la bomba vía orificio | Enfriamiento y purga | Líquidos limpios que no vaporizan |
| 21 | Simple | Descarga, orificio + enfriador | Enfriamiento adicional | Líquidos limpios moderadamente calientes |
| 23 | Simple | Circuito cerrado, anillo de bombeo + enfriador | Control estricto de temperatura | Servicios calientes, agua de caldera |
| 32 | Simple | Fluido externo limpio | Reemplazar fluido de proceso no adecuado | Fluidos abrasivos, viscosos o que polimerizan |
| 52 | Dual no presurizado | Depósito tampón, baja presión | Contener fugas, proteger la atmósfera | Servicios tóxicos, inflamables o regulados |
| 53A/B/C | Dual presurizado | Fluido de barrera por encima de la presión de proceso | Diseño sin fugas a la atmósfera | Servicios de alto riesgo y alta presión |
| 62 | Simple (usualmente con 11) | Enfriamiento externo con vapor o agua | Prevenir solidificación en el lado atmosférico | Fluidos calientes, cerosos o cristalizantes |
| 72/74 | Dual gaseoso | Nitrógeno o gas inerte tampón/barrera | Funcionamiento en seco, sin eliminación de barrera líquida | Refinería y procesamiento de gas |
La elección del plan no puede separarse del tipo de sello; sellos simples, tándem y dobles presurizados requieren familias de planes diferentes. Revise tipos de sellos mecánicos junto con la selección del plan.
El diseño también interactúa con la recirculación por flujo mínimo de la bomba , ya que un caudal bajo genera calor que ningún plan puede compensar, y con la altura neta positiva de succión (NPSH) , ya que un margen bajo provoca vapor que la cámara del sello no puede corregir.
Los equipos de confiabilidad obtienen más valor cuando la presión de purga, la temperatura y los niveles del depósito se registran y analizan en tendencias, no solo se comprueban en rondas.
Una plataforma CMMS conectada como Fabrico vincula las lecturas de instrumentación con el historial del activo y desencadena una orden de trabajo cuando una tendencia cruza un umbral. Los equipos pueden reservar una demo de Fabrico para verlo en acción.
El Plan 52 utiliza un fluido tampón sin presurizar por debajo de la presión del proceso, de modo que una falla provoca una fuga desde el proceso hacia el tampón. El Plan 53 presuriza el fluido de barrera por encima de la presión del proceso, por lo que las fugas van en sentido contrario, necesario para diseño sin fugas a la atmósfera.
Sólo si el flujo recirculado de la descarga por sí solo mantiene la cámara del sello dentro de los límites de temperatura. Si no es así, se añade un enfriador aguas abajo del orificio (Plan 21), o se utiliza un circuito cerrado con anillo de bombeo y enfriador (Plan 23).
Los Planes 72 y 74 evitan el coste, el riesgo de contaminación y la carga de eliminación de un fluido de barrera líquido, y generan menos arrastre, por lo que se prefieren en bombas de refinería y plantas de gas.
Sí. Los fabricantes de sellos dimensionan las caras, los materiales y los muelles para un plan y un rango de operación específicos. Operar fuera del rango de flujo, presión o temperatura especificado suele anular la base de confiabilidad sobre la que se seleccionó el sello.
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